A revolução das energias renováveis ​​pretende construir um futuro favorável ao clima para o mundo. O objetivo é abandonar os combustíveis fósseis e avançar para um sistema energético mais sustentável. No entanto, ainda existem desafios significativos a superar, especialmente quando se trata de armazenar energia verde de forma eficiente. Para enfrentar este desafio, um consórcio

A revolução das energias renováveis ​​pretende construir um futuro favorável ao clima para o mundo. O objetivo é abandonar os combustíveis fósseis e avançar para um sistema energético mais sustentável. No entanto, ainda existem desafios significativos a superar, especialmente quando se trata de armazenar energia verde de forma eficiente.

Para enfrentar este desafio, um consórcio de investigação liderado por Fraunhofer IZM está a desenvolver baterias de zinco baratas que não só armazenam energia eléctrica com dupla eficiência, mas também podem ser utilizadas para produzir hidrogénio.

Segundo a equipe, os primeiros testes prometem 50% de eficiência no armazenamento de energia e 80% na produção de hidrogênio – com expectativa de vida estimada em dez anos.

Estas soluções de armazenamento a longo prazo são necessárias, dada a natureza imprevisível das fontes renováveis, como a eólica e a solar. Estas fontes estão se tornando cada vez mais acessíveis e têm potencial para um dia fornecer energia suficiente por longos períodos de tempo. Mas a sua imprevisibilidade representa um problema durante os períodos em que o sol não brilha e o vento não sopra, conhecidos como “dunkelflauten”.

Actualmente, as centrais eléctricas convencionais são utilizadas para cobrir estas lacunas, o que obriga os países a manter uma complexa infra-estrutura energética dupla, a queimar combustíveis fósseis e a travar a transição para as energias renováveis.

No projeto Zn-H2, a equipe de pesquisa pretende desenvolver uma bateria de longa duração explicitamente para o armazenamento de energia a longo prazo. Os pesquisadores criaram uma tecnologia completamente nova, combinando designs comprovados de baterias que usam ânodos de zinco com eletrólise de água alcalina. Em comparação com as baterias de lítio padrão, as baterias de zinco são substancialmente mais baratas e precisam apenas de materiais totalmente recicláveis ​​e facilmente disponíveis (aço, zinco e hidróxido de potássio).

As baterias de zinco-hidrogénio podem ser produzidas por uma fração do custo das baterias de lítio comuns e alimentar a rede energética com a quantidade certa de hidrogénio necessária a qualquer momento.

Além disso, o sistema seria capaz de produzir hidrogénio sob demanda. Ao final do trabalho, os pesquisadores esperam ter um sistema de armazenamento de hidrogênio eletricamente recarregável, capaz de armazenar energia na forma de zinco metálico e transformá-la novamente em energia elétrica e hidrogênio quando necessário.

“Durante o carregamento, a água se oxida em oxigênio enquanto reduz o óxido de zinco a zinco metálico”, Dr. Robert Hahn, do Fraunhofer IZM, explica os processos químicos que acontecem dentro da bateria. “Isso reverte para óxido de zinco durante a descarga. A água é novamente reduzida e libera hidrogênio. Esta é uma combinação única de uma bateria normal e uma fonte de hidrogénio, com uma eficiência total de armazenamento eléctrico de 50%, o que é o dobro da eficiência de outros sistemas de energia para gás actualmente preferidos.”

A nova tecnologia promete uma alternativa comercialmente atraente para armazenar energia verde graças aos custos de material mais baixos do que as baterias de lítio.

Em condições de laboratório, os investigadores já provaram a viabilidade do novo sistema e testaram células individuais quanto à sua eficiência e estabilidade ao longo de vários ciclos.

O próximo passo será desenvolver uma unidade de demonstração para testes operacionais em uma configuração de teste dedicada. Ao final, serão conectadas oito células, cada uma com capacidade em torno de 12 V e 50 Ah. Os pesquisadores estão confiando na deposição galvânica para a produção econômica em larga escala do catalisador de dupla função. O processo será testado quanto à sua confiabilidade e reprodutibilidade antes dos testes reais da bateria.

A equipe Fraunhofer IZM em Berlim assumiu o projeto da unidade de demonstração, a construção dos sistemas de teste e os testes de confiabilidade propriamente ditos. Como as baterias de zinco-hidrogênio ainda são pioneiras no mundo, o ambiente de teste certo também teve que ser desenvolvido desde o início, usando controles inteligentes e altamente precisos para ajustar e otimizar uma ampla gama de parâmetros.

Juntamente com todo o consórcio de investigação, estão assim a preparar o caminho para uma solução inovadora para armazenar energia verde e produzir hidrogénio como um dos combustíveis que alimentam a era das energias renováveis.

Atualizado em by Elida Mayoral
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